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生理学细胞转导PPT课件
A：失活型G蛋白的亚单位是与GDP结合的，但 未结合在受体上。
B：当细胞外信号分子（配体） 与受体结合后，受体活化并与G 蛋白亚单位结合，使之发生构 象变化，亚单位随之与GDP解 离而与胞浆中的GTP结合，形成 激活型G蛋白。
D：由于亚单的GTP酶活性，可将与它结合的GTP 水解生成GDP, 并与GDP和-亚单位再结合，回到失 活型G蛋白状态，从而终止信号转导过程。
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三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体（enzyme-linked receptor）也是一种跨膜蛋白，但每个受体分子只有1次穿膜，是一种 单穿膜受体。
受体蛋白结合配体的结构域（受体部分）位于质膜的外表面，而其面向胞质的结构域具有酶活性，
或者能与酶分子直接结合。因此，酶联型受体可分成两大类：
第二节 细胞的信号转导
多细胞生物体为适应内、外环境变化所进行的任何一种生命活动，都需要许多细胞的相互协调和相互 配合，这就要求在不同细胞之间建立起信号交流机制，而信号转导（signal transduction）就是细胞实 现彼此之间信息交流和功能协调的手段，也是细胞最基本和最重要的功能之一。
信号转导的本质是：细胞受到来自于其周围环境的不同理、化刺激（信号）之后，通过质膜上和胞浆
• 与PKA一样，PKC也是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，激活的PKC可使底物蛋白磷酸化而产生多种生物学效 应。
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（三）G蛋白耦联受体的信号转导特点
转导速度慢：G蛋白耦联受体介导的信号转导需 要多级信号分子的中继，因而需要较长的反应时 间（从几百毫秒到几分钟），较离子通道受体介 导的信号转导慢得多。
活后可引起离子的跨膜流动，所以又称为促离子型受体（iontropic receptor）。
02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正，兴奋 部位膜极性反 转，兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
生理学 第2章细胞
（1）不是“全或无”的，而是随着阈下刺激的增大而增 大，呈等级性反应； （2）衰减性传播（电紧张性扩布）：局部电位可向周围
传播，但随着传播距离的增加，其电位变化幅度减
小最后消失故不能在膜上作远距离的传播； （3）可以总和 ①空间性总和 ②时间性总和
01:04
小结：局部反应与动作电位之比较
项 目 局 部 反 阈下刺激 较少 小（在阈电位以下波动） 有（时间或空间总和） 无 呈电紧张性扩布，随时间 和距离的延长迅速衰减， 不能连续向远处传播 应 动 作 电 多 大（达阈电位以上） 无 有 能以局部电流的形式 连续而不衰减地向远 处传播 位
01:04
（三）产生机制
产生条件主要有两个： • ①细胞内外各种离子的浓度分布不均（外Na+内K+状态）， 即存在浓度差； • ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性不同。 安静状态时，细胞膜主要对K+通透，K+顺浓度差外流， 随着K+外流，膜内外K+浓度差（化学驱动力）↓ ， K+外 流引起的由细胞外向细胞内的电场力（阻力）↑，当动 力和阻力相等时，K+净移动为0，此时膜两侧的电位差 也稳定于某一数值，称为K+平衡电位。
01:04
受体是指细胞膜或细胞内一些能与某些化学物质特异 性结合并产生特定生理效应的蛋白质。可分为膜受体和胞 内受体，通常指膜受体。 受体基本功能： 1.能识别和结合体液中的特殊物质，具有高度特异性，
保证信息传递准确、可靠。
2.能转导各种化学信号，激发细胞内产生相应的生理 效应。
01:04
第三节 细胞的生物电现象
门控离子通道分为三类： 1) 电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放，如神经 元上的Na+ 通道；K+ 通道等。
传播，但随着传播距离的增加，其电位变化幅度减
小最后消失故不能在膜上作远距离的传播； （3）可以总和 ①空间性总和 ②时间性总和
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小结：局部反应与动作电位之比较
项 目 局 部 反 阈下刺激 较少 小（在阈电位以下波动） 有（时间或空间总和） 无 呈电紧张性扩布，随时间 和距离的延长迅速衰减， 不能连续向远处传播 应 动 作 电 多 大（达阈电位以上） 无 有 能以局部电流的形式 连续而不衰减地向远 处传播 位
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（三）产生机制
产生条件主要有两个： • ①细胞内外各种离子的浓度分布不均（外Na+内K+状态）， 即存在浓度差； • ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性不同。 安静状态时，细胞膜主要对K+通透，K+顺浓度差外流， 随着K+外流，膜内外K+浓度差（化学驱动力）↓ ， K+外 流引起的由细胞外向细胞内的电场力（阻力）↑，当动 力和阻力相等时，K+净移动为0，此时膜两侧的电位差 也稳定于某一数值，称为K+平衡电位。
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受体是指细胞膜或细胞内一些能与某些化学物质特异 性结合并产生特定生理效应的蛋白质。可分为膜受体和胞 内受体，通常指膜受体。 受体基本功能： 1.能识别和结合体液中的特殊物质，具有高度特异性，
保证信息传递准确、可靠。
2.能转导各种化学信号，激发细胞内产生相应的生理 效应。
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第三节 细胞的生物电现象
门控离子通道分为三类： 1) 电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放，如神经 元上的Na+ 通道；K+ 通道等。
生理学课件之细胞3静息电位产生的机制
• 阈刺激：相当于阈强度的刺激
2、阈电位(threshold potential)：
能触发AP的膜电位临界值 一般比静息电位小1020mv
25
(四) 动作电位的传播
细胞外
局部电流 未兴奋段膜去极化 并达阈电位
细胞内 相邻膜仍处于静
11
动作电位的特点
（1）“全或无”：刺激未达到强度，AP不会产 生（无），刺激达到强度就引发AP，AP一经 出现，其幅度就达到最大值，不因刺激的增强 而随之增大
（2）不衰减传播：其幅度和波形始终保持不变 （3）脉冲式发放：多个AP互不融合
12
（二）AP的的产生机制
AP产生的基本条件: ①离子的电-化学驱动力 ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性改变：电 压门控性Na+、K+通道依次激活而开放
欧姆定律：Ix =V/R=（Em- Ex）Gx
跨膜电流，易测
膜电导，要测
膜两侧电位差，此电位随离子跨膜移动而 变，用带负反馈放大器的特殊装置使膜两 侧电位固定在某一设定值，测得I，再算出 G的方法称电压钳实验
膜通透性可用膜电导Gx（膜电阻的倒数）表示
voltage clamp: 1963, Nobel Prize in Physiology or Medicine 16
• 它其实是由细胞膜上大量离子通道的单通道电 流叠加形成的，这说明膜电导变化的实质是众 多离子通道开、闭的总和效应
19
m：激活门 h：失活门
静息： m：关闭 h：开放
n：激活门
静息： n：关闭
20
AP的的产生机制
钠通道开放、 激活，Na+迅 速内流
阈电位
Na+通道失活, Na+通透性消失, K+通透性
2、阈电位(threshold potential)：
能触发AP的膜电位临界值 一般比静息电位小1020mv
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(四) 动作电位的传播
细胞外
局部电流 未兴奋段膜去极化 并达阈电位
细胞内 相邻膜仍处于静
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动作电位的特点
（1）“全或无”：刺激未达到强度，AP不会产 生（无），刺激达到强度就引发AP，AP一经 出现，其幅度就达到最大值，不因刺激的增强 而随之增大
（2）不衰减传播：其幅度和波形始终保持不变 （3）脉冲式发放：多个AP互不融合
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（二）AP的的产生机制
AP产生的基本条件: ①离子的电-化学驱动力 ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性改变：电 压门控性Na+、K+通道依次激活而开放
欧姆定律：Ix =V/R=（Em- Ex）Gx
跨膜电流，易测
膜电导，要测
膜两侧电位差，此电位随离子跨膜移动而 变，用带负反馈放大器的特殊装置使膜两 侧电位固定在某一设定值，测得I，再算出 G的方法称电压钳实验
膜通透性可用膜电导Gx（膜电阻的倒数）表示
voltage clamp: 1963, Nobel Prize in Physiology or Medicine 16
• 它其实是由细胞膜上大量离子通道的单通道电 流叠加形成的，这说明膜电导变化的实质是众 多离子通道开、闭的总和效应
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m：激活门 h：失活门
静息： m：关闭 h：开放
n：激活门
静息： n：关闭
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AP的的产生机制
钠通道开放、 激活，Na+迅 速内流
阈电位
Na+通道失活, Na+通透性消失, K+通透性
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
特点：需细胞消耗能量 逆浓度梯度或电位梯度进行 意义：细胞可以根据生理需要主动选择物质的吸收或排除；保持细胞内外 离子分布的不均衡性（细胞内高K+、细胞外高Na+）
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02
钠离子
钾离子
2. 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
电压门控通道跨膜信号 转导过程：
跨膜电位的改变； 结构域中精氨酸或赖 氨酸产生位移； 诱发通道“闸门”的 开放； 细胞膜出现新的电变 化。
钠离子 钾离子
上海第二医科大学生理教研室
3.机械门控通道（mechanically- gated channel） 触发因素是机械性刺激： 如内耳毛细胞听毛 受基底膜振动。
又称Ca2+-ATP酶 分布在细胞膜、肌浆网和内质网 分解一个ATP 胞浆 胞外 1Ca++ 1Ca++ 机制 作用是维持细胞内外的钙离子浓度梯度
4.继发性主动转运
（secondary active transport）
定义
—许多物质在进行逆浓度梯度或
电位梯度的跨膜转运时，所 需的能量并不直接来自ATP 的分解，而是来自Na+在膜两 侧的浓度势能差，后者是钠 泵利用分解ATP释放的能量建立 的。这种间接利用ATP能量的主 动转运过程称为~。
第二章 细胞的基本功能
细胞—人体的最基本的功能单位
本章内容： 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的生物电现象 细胞的信号转导功能 肌细胞的收缩功能
第一节
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的作用： 细胞膜是细胞和环境之间的屏障； 细胞膜有物质转运功能； 细胞膜还有跨膜信息传递功能。
一、膜的化学组成和分子结构
钠-钾泵的作用
维持细胞膜两侧 Na+、K+的不均衡 分布； 其活动是生电性的
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二、细胞的动作电位
（一）细胞的动作电位
定义：细胞膜受到阈刺激或阈上刺
生理学细胞的生物电现象 [可修改版ppt]
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度高于细胞外，细胞外Na+ 浓度高于细胞 内）。 (2)细胞膜上钾通道开放，细胞膜对K+具通透 性。
(二)静息电位的产生机制 （离子学说）
2.静息电位产生的主要机制： (1) K+外流： K+顺浓度梯度经钾通道外流，细胞内有
机负离子不能外流而留在膜内侧，形成内负外正的 跨膜电位差； (2)外流的K+在细胞膜外侧建立起正电场，阻碍K+外 流； (3)当促使K+外流的化学驱动力与阻碍K+外流的电场 驱动力相等时， K+跨膜净通量为零，形成稳定的 K+-平衡电位(即静息电位)。
(2)下降支: K+快速外流, Na+内流停止。 钠通道具有时间依赖性，开放瞬间后即失活关闭； 因去极化而使膜电位变为内正外负，阻碍K+外流
的力量减小，K+外流增强。
2.动作电位的产生过程 当刺激强度等于或大于阈强度时，引起细胞膜
去极化达阈电位水平，此时细胞膜上较多钠通道开 放，较多Na+内流，大于同时发生的K+外流而膜 去极化，膜的去极化能进一步加大膜中Na+通道开 放的概率，结果使更多Na+通道开放，更多Na+内 流而造成膜进一步去极化，如此反复促进，出现一 个使膜上钠通道开放、Na+快速内流与膜去极化之 间的正反馈过程（Na+内流的再生性循环）,直至 接近Na+平衡电位，形成动作电位的上升支。
(1)“全或无 ”特性：动作电位要就一点不发生， 一旦发生即最大幅值。
如：阈下刺激时，AP一点也不产生； 阈(上)刺激时，AP产生，一产生即达最大幅值。
(2)不衰减传导性：AP一旦产生及迅速传播至整个细 胞，动作电位的幅度不会随传导距离增大而衰减。
(二)静息电位的产生机制 （离子学说）
2.静息电位产生的主要机制： (1) K+外流： K+顺浓度梯度经钾通道外流，细胞内有
机负离子不能外流而留在膜内侧，形成内负外正的 跨膜电位差； (2)外流的K+在细胞膜外侧建立起正电场，阻碍K+外 流； (3)当促使K+外流的化学驱动力与阻碍K+外流的电场 驱动力相等时， K+跨膜净通量为零，形成稳定的 K+-平衡电位(即静息电位)。
(2)下降支: K+快速外流, Na+内流停止。 钠通道具有时间依赖性，开放瞬间后即失活关闭； 因去极化而使膜电位变为内正外负，阻碍K+外流
的力量减小，K+外流增强。
2.动作电位的产生过程 当刺激强度等于或大于阈强度时，引起细胞膜
去极化达阈电位水平，此时细胞膜上较多钠通道开 放，较多Na+内流，大于同时发生的K+外流而膜 去极化，膜的去极化能进一步加大膜中Na+通道开 放的概率，结果使更多Na+通道开放，更多Na+内 流而造成膜进一步去极化，如此反复促进，出现一 个使膜上钠通道开放、Na+快速内流与膜去极化之 间的正反馈过程（Na+内流的再生性循环）,直至 接近Na+平衡电位，形成动作电位的上升支。
(1)“全或无 ”特性：动作电位要就一点不发生， 一旦发生即最大幅值。
如：阈下刺激时，AP一点也不产生； 阈(上)刺激时，AP产生，一产生即达最大幅值。
(2)不衰减传导性：AP一旦产生及迅速传播至整个细 胞，动作电位的幅度不会随传导距离增大而衰减。
生理学课件细胞-1细胞膜的物质转运功能
3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖脂 作为抗原决定簇、受体可识别部分
二、跨膜物质转运
跨膜转运 transmembrane transport 体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。
转运方式:
单纯扩散
①被动转运
②主动转运
易化扩散转运 导
③膜泡运输 出胞
生理学课件细胞-1细胞膜的物质转运 功能
一、细胞膜的分子结构 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)学说 以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质
1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇等双嗜分子构 成基架,体温条件下具有流动性
2.蛋白质:表面蛋白20-30%(如:RBC骨架蛋白) 整合蛋白70-80%(载体、通道、离 子泵、受体等)
肠黏膜上皮细胞顶端膜侧发生Na+-GS同向转运， GS经基底侧膜上另一种GS载体易化扩散入组织液。
肾小管上皮细胞对GS的重吸收
基底侧膜
钠泵活动
↓
Na+浓度势能差
↓ 管腔膜
Na+-GS 同向转运体
↓ GS再易化扩散
入血
在绝大多数情况下，溶质跨质膜转运的 动力来自Na+泵建立起的Na+的跨膜浓度梯 度；
③竞争性抑制competition inhibition: 当两种结构相似的物质能被同一载体转运, 则亲和力或浓度较低者转运被抑制。
转运体 transporter：
单转运体，如转运葡萄糖的载体。 同向转运体，如Na+-葡萄糖同向转运体。
反向转运体或交换体，如Na+-H+交换体。
2.经通道易化扩散 经通道易化扩散 Facilitated diffusion via channel